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1、黑龙江省第十三届黑龙江省第十三届“挑战杯挑战杯”大学生课大学生课 外学术科技作品竞赛外学术科技作品竞赛研究报告研究报告项 目 名称：基于物联网技术的护士助手项 目 负 责人：刘 伟项目组成员：刘丰 范浩然指 导教师：向明尚黑龙江省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛基于物联网技术的护士助手的设计与实现I摘 要随着电子计算机在各领域的应用普及与技术水平的不断提高，我国医疗行业设备的智能化水平在不断增强。针对当前医疗点滴系统监控方面存在的缺陷，设计了一套基于物联网技术的点滴实时监控系统，实现医疗点滴监控系统管理全面智能化及网络化。文章介绍了基于物联网技术的护士助手的研究与设计，阐述了利用物联网技术
2、进行创新开发的具体过程以及本项目的主要技术和创新点，对点滴监控系统核心处理器的设计，整体硬件系统方案的建立和软件系统设计的方法进行了介绍。关键词：点滴 监控 物联网黑龙江省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛基于物联网技术的护士助手的设计与实现1目 录第第 1 1 章章 概概 述述.2 21.1 项目研究背景及意义.21.2 国内外研究现状.21.3 研究内容及创新点.2第第 2 2 章章 开发平台及关键技术介绍开发平台及关键技术介绍.3 32.1 开发平台.32.2 关键技术分析.5第第 3 3 章章 基于物联网的护士助手的设计方案基于物联网的护士助手的设计方案.10103.1 系统总体概述
3、.103.2 硬件系统设计.103.3 软件系统设计.12第第 4 4 章基于物联网护士助手的系统实现章基于物联网护士助手的系统实现.17174.1 构建核心系统.174.2 外围资源定义.174.3 软件系统设计.194.4 硬件电路实现.25第第 5 5 章章 最终成果展示最终成果展示.2727结结 论论.3030致致 谢谢.3131参考文献参考文献.3232黑龙江省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛基于物联网技术的护士助手的设计与实现2第第 1 章章 概概 述述1.1 项目研究背景及意义项目研究背景及意义目前，我国医疗点滴监控基本上采用人工方式。病人在输液过程中，必须时刻关注瓶内药液的
4、剩余情况，当药业即将输送完毕，必须按键通知医护人员前来处理。由于医护人员的工作繁忙，没有精力顾及每一个患者的输液情况，因此，病人输液通常需要家属陪同。而人工长期监视输液容易疲劳，额疏忽造成医疗事故。尤其是针对卧床的住院病人，人工辅助管理的输液方式始终存在潜在的安全隐患。到目前为止，大多数医院至今仍然依靠人工监督输液状态，仅在 ICU 病房才使用全智能的输液监控系统，而且基本采用进口产品。由于进口智能点滴监控产品非常昂贵，普通医院和病人没有经济能力承担大笔的费用支出，这给了国内外医院临床点滴监控智能化系统管理带来了较大的困难。1.2 国内外研究现状国内外研究现状国内对点滴智能监控设备的研究起步相
5、对较晚， 20 世纪 90 年代开始从事 在医疗类设备产品的研发。由于很难突破液体点滴监测的技术难关，如今国内市场出现的医疗输液监控设备技术相对落后、功能单一以及性能不稳定，设备性能达不到实际需要，未能在医院进行推广使用。 医疗器械液体点滴智能监控类产品在国外的开发与应用已有近半个世纪的历史。目前，发达国家的医疗器械产品技术相对比较成熟，市场上关于点滴智能监控的系列产品种类众多。在西方国家，临床输液监控基本实行智能化，输液泵在医院的使用十分普遍。例如日本的 ATOM 输液泵和 JMS 输液泵 OT-701，美国、德国等国家也有性能较好的输液监控产品，都具备输液过程智能监控以及自动定量配药功能，
6、并能对外输出信号从而组建网络。1.3 研究内容及创新点研究内容及创新点1.3.11.3.1 研究目标研究目标本课题的主要目标是实现高精度、高稳定度和成本低廉的点滴智能监控技术，黑龙江省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛基于物联网技术的护士助手的设计与实现3形成点滴智能监控智能化管理系统，彻底改变当前国内医院普通病房医疗输液人工监控的局面，提高医院医疗点滴监控自动化管理水平，提高医院护士的工作效率。1.3.21.3.2 主要研究内容主要研究内容液体点滴智能监控系统总体分为三大功能模块：前端输液状态检测及信息提示、无线网络信息传输和数据库系统管理。 本课题研究主要涉及以下三个方面的内容： 实现液
7、体点滴的智能监控：在不改变原有输液模式及设备的情况下，研究出一种安装便捷、价格实惠、性能稳定的方式，实现对点滴药液输液状况智能监控，并且终端具有报警和显示功能。 建立无线通信节点：负责传输点滴监控终端发出输液速度及输液完毕报警信息，通过无线节点，将信号传给点滴监控中心。 建立信息数据库管理系统：为方便医务管理，点滴监控中心的计算机软件系统需建立一个微型信息数据库，数据库中录入病人的个人信息，包括病人基本资料、病人分类、用药信息等，系统提供信息查询和报警功能，当输液状况出现异常或输液即将完成时，系统自动提醒医护人员。软件系统界面设计友好、醒目。当某床位输液完毕，需医护人员前往处理，系统界面显示警
8、告，同时显示床位信息，并发出声音报警信号。1.3.31.3.3 课题特色课题特色课题创新点：在不改变原有点滴模式的情况下，采用光电模式实现高精度、高稳定度的点滴智能监控。 课题主要特色： 点滴状态监测精度高，安装便捷； 系统信息传输，通过无线网络完成，无需布线，安装便捷； 实现数据库管理模式，使得医疗点滴智能监控管理系统化和网络化。第第 2 章章 开发平台及关键技术介绍开发平台及关键技术介绍2.1 开发平台开发平台本实验是使用以 C 语言编译系统作为平台。通过 Keil uVision4 软件对护士助手系统的硬件构建进行设计以及相应的引脚分配。上层的软件使用 VS2010 进行设计和开发，在实
9、验测试方面使用 89c52 实验开发板。黑龙江省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛基于物联网技术的护士助手的设计与实现4PC 机要求：CPU：PentinulnIV 以上内存：1G 及其以上时钟频率：90MHz 以上硬盘：80G 以上显卡：128MB 以上运行软件要求：操作系统要求 windowsXP 以上版本，安装有 Keil uVision4 、和VS2010、相关硬件支持包。2.1.12.1.1 KeilKeil uVision4uVision4，STCSTC 简介简介Keil uVision4 是德国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统
10、，使用接近于传统 c 语言的语法来开发，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。最新的 Keil uVision4 IDE，旨在提高开发人员的生产力，实现更快，更有效的程序开发。uVision4 引入了灵活的窗口管理系统，能够拖放到视图内的任何地方，包括支持多显示器窗口。uVision4 在 uVision3IDE 的基础上，增加了更多大众化的功能。Keil uVision4 可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。KEILC52 标准 C 编译器为 8052 微控制器的软件开发提供了 C 语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C52 编译器
11、的功能不断增强， 使你可以更加贴近CPU 本身，及其它的衍生产品。C52 已被完全集成到 Keil uVision4 的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。STC-ISP 是一款单片机下载编程烧录软件，是针对 STC 系列单片机而设计的，可下载 STC89 系列、12C2052 系列和 12C5410 等系列的 STC 单片机，使用简便，现已被广泛使用。2.1.22.1.2 物联网简介物联网简介物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things” 。由此，顾名思义， “物联网就是物物相连的互联网”
12、 。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物黑龙江省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛基于物联网技术的护士助手的设计与实现5联网就是“物物相连的互联网” 。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新 2.0 是物联网发展的灵魂。使用物联网的优点：1优化的体验1）商业活动自动化的可见性和可测量性。 2）通过实时高分辨率的信息捕捉可提供性价比更高的服务。3）实现
